viernes, 23 de diciembre de 2011

El burro loco

Erase una vez una vaca y un burro que pastaban tranquilamente por una pradera un día de verano, cuando la vaca, aburrida, pensó en meterse con el burro:

- Heee burro.. pero que burro eres...

A esto el burro, sorprendido, contesta:

- Que dices, si soy muy importante.

La vaca, que estaba deseando continúa:

- Tuuu.. pero si solo eres un burro..

A lo que el burro respondió:

- Mira.. desde tu punto de vista yo puedo parecer solo un simple burro más, pero cada vez que ando, según la tercera ley de Newton, desplazo la tierra entera en dirección contraria a mi paso. Al hacerlo, el eje de rotación de la tierra se ve alterado, de tal forma que las estaciones del año se ven modificadas por mi gesto, influyendo también sobre el clima a nivel mundial. Al cambiar yo de posición, desplazo el centro de gravedad de la tierra, de tal forma que su órbita anual alrededor del sol deja de ser una elipse para convertirse en otra más irregular, y altero el periodo de giro, con lo que modifico también, la duración del año. Puesto que la tierra y el sol están unidas gravitacionalmente, cualquier modificación de masas en la tierra modifica a su vez al sol, así que con mi paso, el sol se está viendo alterado, también. Pero espera.. que el sol está unido gravitacionalmente con toda nuestra galaxia, la vía láctea, que te sonará, ya que eres una vaca lechera, así que mi paso influye sobre toda la galaxia, a través de la gravedad, expandiéndose mi simple paso como una perturbación que viaja a la velocidad de la luz por todo el universo mientras exista el espacio y el tiempo.

- La vaca, permanece atónita mirándole sin poder continuar con su segunda masticación durante unos instantes. Poco después vuelve la mirada y sin mediar palabra se aleja de aquel extraño burro, que ha pasado de ser tonto... a ser raro.

12 comentarios:

  1. Hola Salvati, creo que esta vez vengo a aguarte la fiesta a medias, quizás me equivoque, pero creo que el burro -que no tú, victima de tu buena fé- se equivoca en parte.

    Si tiras al aire un par de pesos unidos por un hilo, haciéndoles girar sobre si mismos, obtienes un "molinete volador".

    Si pintamos el centro de la cuerda con rojo, tendremos un centro de gravedad visual. Si te lo imaginas, el centro de gravedad trazará una parábola perfecta, mientras los dos pesos hacen sus giros uno al rededor del otro.

    El centro de gravedad, al ser un sistema cerrado, permanece inalterado aunque las partes se muevan: El burro desplaza el centro de la gravedad hacia atrás cuando él anda para adelante, pero eso solo es cierto si te refieres al centro de gravedad de "la tierra menos el burro", porque si sumas el burro, el movimiento de uno se cancela con el del otro, y el centro de gravedad resultantes es, el mismo de antes.

    La suma de las masas por sus velocidad -momentos- es constante en sistemas cerrados, el centro de gravedad no se desplaza, y por tanto la trayectoria de la tierra al rededor del sol seguiría siendo perfecta, salvo pequeñas fluctuaciones por el paso de otros planetas y cosas externas al sistema tierra-vaca.

    El eje de la tierra si que varía, y puede que gire más o menos rápida, pero eso depende de si la vaca está alejada del ecuador y según para donde camine!

    Igual que la suma de masas por velocidades es constante, en los giros lo que se conserva es la suma de los "momentos inerciales" (inercia al giro, es como la masa pero cuando se habla de giros, se calcula como masa por distancia al eje de giro) por las velocidades angulares de ese giro.

    Cuando una patinadora acerca los brazos mientras gira, el momento inercial de sus brazos disminuye, porque es masa por distancia al eje, y al ser una constante la suma final, la velocidad de giro aumenta en la misma proporción, y la bailarina gira más rápida.

    Si la vaca está en el ecuador, al andar no se acercará más al eje de giro, el eje norte-sur, por lo que no varia la inercia al giro de la tierra+vaca, ni su velocidad de giro.

    Pero si la vaca se aleja del ecuador y camina en dirección norte o sur, se alejará o acercará un poco al eje de giro, y la tierra cambiará su velocidad de giro, e incluso el eje se verá empujado un poco.

    Este último efecto también se da en el ecuador siempre que ande en dirección norte o sur.

    Siento ser un tostón, y si creéis que estoy equivocado el algo, puede que estéis en lo cierto, es solo mi forma de ver el asunto y no soy físico.

    ResponderEliminar
  2. ¿Tostón? jajjaja de eso nada... Una opinión diferente de la de uno es una oportunidad... o bien aprendes, o bien te refuerzas.. en cualquier caso ganas , - ) Sin opiniones diferentes es imposible cambiar.. y cambiar es el único modo de mejorar.

    Hablas de sistemas cerrados y sus relaciones. Coincido contigo en su descripción. En lo que no coincido es en que el sistema tierra-burro sea cerrado, es decir, hay algo que hace que se rompa su equilibrio y cambien ambos al cambiar su relación. El burro tiene músculos. Existe una fuerza, "externa" al sistema o al menos no presente constantemente, sino que de forma voluntaria y consciente, se presenta una fuerza que no estaba antes y que no pertenece a las fuerzas que por la naturaleza de la tierra y del burro se presentaría por si solas... naturalmente... sino que de pronto, el burro decide contraer los músculos de sus patas y al hacerlo ejerce una fuerza que desplaza su masa y por lo tanto, por la tercera ley de Newton ejerce otra de igual magnitud y sentido contrario, moviendo toda la tierra y con ella generando la cascada de acontecimientos comentados en el texto ; - )

    ResponderEliminar
  3. Bueno, el sistema tierra-buroo es cerrado excepto por la gravedad del sol, laluna, y algun meteorito que pase cerca y esas cosas, pero aparte de esto, que es externo a lo que hablamos, es un sistema cerrado.

    Por mucho que todos los animales de la tierra y el agua incluso nos moviésemos de golpe a un lado, incluso así, el centro de gravedad, visto desde el sol, seguiría su curso elíptico habitual, sin desviarse ni un ápice.

    Imagina un caso similar: El saltador de trampolin. Si sigues el centro de gravedad durante el salto, por mucho que se retuerza y mueva sus brazos, que son mucho más pesados en comparación que la vaca en la tierra, eso nunca mueve su centro de gravedad.

    Otro ejemplo: Los astronautas, cuando flotan en gravedad cero, por mucho que se mueven, nunca consiguen acercarse a nada, porque su centro de gravedad, su ombligo más o menos, no se mueve nada de nada.

    El eje de la tierra y el giro eso es otra cosa, aquí si que influye, y el burro tiene razón en lo esencial, solo que de todo lo que dice, el centro de gravedad no se mueve y la elipse que forma al girar sobre el sol, sigue siendo una elipse, con permiso de la luna, que en la realidad la mueve un poco. Pero la vaca aquí no puede influir, ni toda el agua del mar moviendose lo conseguiría.

    ResponderEliminar
  4. El burro y la vaca habían acabado su conversación, pero el granjero que andaba por allí cerca no había podido evitar escuchar, y añadió unas palabras: ¿como puede un sistema gravitacional que puede considerarse aislado variar sus órbitas?

    El burro meditó la pregunta, que estaba bien formulada, después añadió: Existen fuerzas, que si bien no son fundamentales merecen su nombre. La inercia, por ejemplo, es una de ellas. El pequeño motor vibrador de los móviles, con una pesa que desincroniza el centro de masas del centro de giro provoca que un sistema que puede considerarse aislado (nada más lejos) consiga variar.

    La fuerza giroscópica, por ejemplo, también emerge como producto del giro de masas y es capaz de variar un sistema.

    Buscando mas sutilezas, el calor radiado por mi cuerpo que escapa al espacio también cambia de dirección al moverme yo, de tal forma que su influencia sobre la órbita terrestre también cambia , - )

    El granjero escucho atento, y...

    ResponderEliminar
  5. ..le dijo "Buen intento lo del móvil".

    Pero no, el centro de gravedad nunca cambia al vibrar un móvil, lo que ocurre es que el centro de gravedad se desplaza respecto de la "carcasa" del móvil con forme la pesa que hay dentro se mueve.

    Si tiras un móvil mientras vibra, la trayectoria de su centro de masas es una parábola perfecta, pero la carcasa "vibra" para compensar el movimiento de la pesa, y esa compensación es la que hace que el centro no se desplace.

    No te empeñes, es la primera ley de Newton: En ausencia de fuerzas externas a un sistema, este se mueve con velocidad constante.

    Hilando más fino: "el centro de gravedad de un sistema aislado se mueve con velocidad constante" por lo que si una pieza del móvil se mueve para un lado, otra se moverá para el contrario y se neutralizan a nivel de centro de gravedad.

    Imagina de nuevo ese móvil flotando en la estación espacial, en la mitad de la nave: Si entra en vibración, el móvil no se va a desplazar, podrás ver que vibra, pero su centro de gravedad no se mueve, y cuando termina de vibrar, está en la misma posición que estaba, y durante todo el proceso, también.

    La fuerza giroscópica es "mas rara", pero también respeta el centro de gravedad, no puede ser de otra forma. En este efecto es el eje el que se rota, sin cambiar el centro de gravedad. Otra cosa es que una peonza tenga un extremo de su eje sobre la mesa, en ese caso, variar el eje implica darle un empuje a la peonza apoyándose en la mesa, y su centro se mueve, pero en ese caso, no es un sistema cerrado. Si consideras el sistema peonza-mesa, sin que sus patas se apoyen en el suelo (flotando en el espacio), de nuevo el centro de gravedad no varia por mucho que la peonza se retuerza.

    Lo de irradiar por calor al espacio... bueno, si estas en el espacio, eso ocurre, es poco pero es algo, pero al estar dentro de la atmósfera, esa irradiación se mezcla con el aire y, visto como un sistema completo tu-tierra (incluyendo su atmósfera) de nuevo no cambia el centro de gravedad.

    Si fueses en una nave e irradiases calor por un lado, entonces si, pero es que en ese caso, el sistema no es cerrado, está intercambiando materia -particulas, incluyendo fotones, son materia y/o energia que salen- con el "exterior".

    Si puedes imaginarte una pompa que englobe todo tu experimento y nada entra ni sale (a nivel de materia, energía, radiación, etc.) incluyendo la gravedad, o bien sabes cuanto vale ese efecto de gravedad "externa" y lo "restas" (como en la tierra, el sol lo damos por supuesto y por eso la tierra no va recta, sigue un camino elíptico), en ese caso tu sistema es cerrado, y su centro de gravedad, su momento, y su momento de giro -en cada eje- no varían globálmente.

    Puede variar en una "pieza", pero otra lo compensará: El burro se adelanta, el resto de la tierra se atrasa, la pesa del móvil se mueve al vibrar, el resto del móvil se moverá al contrario y lo compensará.

    ResponderEliminar
  6. El burro miró al suelo un momento... después continuó:

    Entonces... Un astronauta flotando en el espacio, con una pesa en la mano, totalmente detenido con respecto a un punto de referencia, ¿No es capaz de comenzar a moverse en alguna dirección si mueve la pesa unas veces violentamente y otra suave?

    ResponderEliminar
  7. No se mueve nada en absoluto, por eso las naves y los astronautas "flotando" tienen que usar un cohete o "spray" para moverse: SOLO tirando cosas en la dirección opuesta te pues mover tu mismo (vaya, otra ley de Newton!).

    Pero aun en ese caso, el sistema "astronauta+spray que se aleja" (o nave + propelente expulsado") siguen teniendo el centro de gravedad 100% inmovil.

    Claro que ya a nadie le importa a donde vaya a parar ese propelente, y una vez expulsado se deja de tener en cuenta, así que la nave, a efectos prácticos, parece desplazarse: igual que la tierra, sin tener en cuenta la vaca, parece cambiar de centro de gravedad.

    Todos los sistemas de propulsión de naves usan este único principio: se expulsa algo en la dirección opuesta para poder desplazarse (excepto las velas solares, donde se hace interactuar a la nave con las particulas del sol usando una vela, pero en se caso, el sistema no es cerrado).

    Resulta algo contraintuitivo, pero el resumen es que no puedes "nadar" en el vació: por mucho que te muevas, o que tires pesos lejos y los recuperes con cuerdas, nada de nada hace que tu centro de gravedad (tú mas todo lo que llevas contigo forman un sistema cerrado) se desplace lo más mínimo, así que si te quedas varado en tu traje de astronauta a 2 metros de tu nave, despidete, solo tirando algo lejos de la nave te podrás acercar tú.

    ResponderEliminar
  8. Por cierto, tu idea de "¿No es capaz de comenzar a moverse en alguna dirección si mueve la pesa unas veces violentamente y otra suave?" solo funciona en el caso de tener un rozamiento donde agarrarse.

    El rozamiento "estático", cuando las dos superficies están paradas una respecto de la otra, es bastante mayor que el que tienes cuando las dos superficies estas moviendose, por eso el agarre de un coche es mucho menor una vez empiezas a derrapar: Al derrapar, las superficies están en movimiento y no se "pegan" como antes (el ABS evita entrar en rozamiento "dinámico" soltando un momento el freno, y una vez de nuevo tiene rozamiento "estático", vuelve a frenar).

    Por eso tu técnica funciona en una "gravedad simulada en una silla con ruedas", porque hay rozamiento, peor no en el caso de un astronauta flotante.

    ResponderEliminar
  9. Ayer me acordé de estos comentarios nuestros en el parque con mis hijos. Sergio, el mayor, se montó en un columpio, de pié, y comenzó a balancearse sin apoyarse contra el suelo. Me pregunté que ocurriría si estuviera en el espacio lejos (que no fuera) de la gravedad terrestre y sin rozamientos atmosféricos.. ¿Sería capaz de poner el columpio en marcha?

    ResponderEliminar
  10. Pues en el columpio, el aire no hace casi nada realmente, es la gravedad mas el hecho de tener las patas ancladas al suelo lo que lo hace posible (esto ultimo es clave, porque hace que no sea cerrado el sistema si no incluyes a la tierra también).

    Sin gravedad no se movería el columpio aunque se mueva tu hijo, las cadenas no están tirantes ni nada, pero ademas, aquí en la tierra, si pones el columpio "sobre hielo" o con ruedas de forma que las patas resbalen MUCHO (sin rozamiento casi), entonces tampoco podrías columpiarte.

    Necesitas gravedad para poder "ser un péndulo" y columpiarte, y las patas ancladas para que el sistema yo-columpio no sea cerrado y asi poder mover el centro de gravedad de un lado a otro (a costa de apoyarme en la tierra, como la vaca).

    ResponderEliminar